Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động
37/40
Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động ξ=24V, r=1Ω, tụ điện có điện dung C=100μF, cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,2 H và điện trở R0=5Ω, điện trở R=18Ω. Ban đầu khóa K đóng, khi trạng thái trong mạch ổn định người ta ngắt khóa K. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian từ khi ngắt đến khi mạch tắt hoàn toàn
31,6 mJ.
98,96 mJ.
24,74 mJ.
126,45 mJ.
Đáp án B
+ Khi khóa K đóng:
Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I=ξR+R0+r=2418+5+1=1A
Hiệu điện thế hai đầu nguồn điện, cũng chính là hiệu điện thế hai đầu tụ: U=ξ−Ir=24−1=23V.
+ Khi ngắt khóa K thì trong mạch có dao động điện từ tắt dần
Năng lượng điện từ ban đầu trong mạch dao động:
W=WC+WL=12CU2+12LI2=12.100.10−6.232+12.0,2.12=0,12645J.
Khi dao động trong mạch tắt hoàn toàn thì năng lượng điện từ của mạch chuyển hóa hết thành nhiệt tỏa ra trên hai điện trở R và R0
Ta có:
QR+QR0=W=0,12645QRQR0=RR0=185⇒QR=0,9896J=98,96mJ.QR0=0,02749.
Sử dụng lý thuyết về mạch dao động LC kết hợp với kiến thức định luật Ôm cho toàn mạch
+ Biểu thức định luật Ôm: I=ξRN+r
+ Hiệu điện thế hai đầu nguồn điện: U=I.RN=ξ−I.r
+ Năng lượng điện từ: W=WC+WL=12CU2+12LI2.